Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urzadzenie do oznaczania szybkosci i kie¬ runku samolotu, latajacego na znanej wy¬ sokosci, przyczem obserwator sledzi lune¬ ta polozenie samolotu przez ciagle wyzna¬ czanie jego wysokosci (kata polozenia) i azymutu.Celem niniejszego wynalazku jest wpro¬ wadzanie poprawek do wartosci szybkosci samolotu wzgledem ziemi, przyczem u- wzglednia sie szybkosc wiatru przy okre¬ slaniu bezwglednnej szybkosci samolotu wzgledem powietrza.Na rysunku uwidoczniono przyklad wy¬ konania urzadzenia wedlug wynalazku.Fig. 1 przedstawia schemat, wyjasniajacy zasade niniejszego wynalazku, fig. 2 — widok szczególu ukladu do mierzenia kata szybkosci samolotu z plaszczyzna pionowa obserwacji, fig. 3 — widok ukladu prostu¬ jacego; fig. 4 i 5 przedstawiaja dwie posta¬ cie wykonania licznika szybkosci; fig, 6 przedstawia uklad, umozliwiajacy wyli¬ czanie sumy algebraicznej rozmaitych wspólczynników szybkosci, fig. 7 — przy¬ rzad do wprowadzania poprawek, uwzgled¬ niajacych szybkosc wiatru, fig. 8 — widok ogólny calego urzadzenia,Na fig. 1, przedstawiajacej schemat za¬ sady wynalazku w perspektywie, w punk¬ cie o znajduje sie obserwator samolotu A°, przyczem punkt a0 oznacza rzut poziomy samolotu A° na plaszczyzne pozioma ob¬ serwacji. Przyjmuje sie, ze samolot posu¬ wa sie na stalej i znanej wysokosci.A°a0 = H = stala.Szybkosc, V samolotu ma kierunek po¬ ziomy i równa sie swemu rzutowi na pla¬ szczyzne pozioma obserwacji x jest to kat tej szybkosci z plaszczyzna pionowa oA°a0; jest to równiez kat miedzy rzutem szybko¬ sci V i sladem plaszczyzny oA°a^, czyli prosta oa0.s jest to kat polozenia samolo¬ tu, a — azymut tegoz samolotu, mierzony z jakiegokolwiek badz punktu na linji oo\ W punkcie o umieszczona jest luneta, sluzaca do wyznaczania polozenia samo¬ lotu i stale nan skierowana przez polacze¬ nie dwóch ruchów obrotowych, z których jeden okresla kat polozenia dookola osi poziomej, a drugi okresla azymut dookola osi pionowej. Uklad, rozrzadzajacy pierw¬ szy ruch obrotowy, posiada w kazdej chwi¬ li szybkosc obrotu, proporcjonalna do szyb- ds kosci katowej polozenia samolotu V = -rA • ' dt Równiez szybkosc ukladu, rozrzadzajace¬ go drugi ruch obrotowy, jest proporcjonal¬ na do szybkosci katowej azymutu samolo¬ tu: V = da dt Poza tern w trójkacie pro¬ stokatnym oAa0 oa0 = H cotg s.Jezeli w plaszczyznie poziomej rzutuje sie szybkosc V na prosta oa0 oraz na prosta a0a, przeprowadzona przez punkt a0, pro¬ stopadle do prostej oa01 to wówczas otrzy¬ muje sie dwa równe wektory V cos x i V sin x.Ale wektor V sin x jest to wlasnie szyb¬ kosc linjowa punktu A, prostopadla do promienia oA, lub — punktu a0, prosto¬ padla do promienia oa0, to znaczy ze: -» tt . da „ IM da 1) V sin x = oa0 —- = H cotg s —. dt dt Równiez: doa0 _ dH cotg s _ 2) Vcos*=-r—jr— = — cotg s d Llg s dt skad dzielac równania otrzymuje sie da 3) tgx = - d Ltg s L jest wspólczynnikiem logarytmów Napier'a.Jezeli sie doda poszczególne wyrazy tych równan, wówczas otrzymuje sie: V (sin x-\-cosx) = H cotgs i^- +^p) lub skad sie otrzymuje: H cotg s lda.dLtgs\ lub wkoncu 4} V=f\\LH-Ltgs-Lj/2cos(j-x\] da + dLtg, dt 2 —W wyniku ostatecznym równanie (3) wyznacza kierunek szybkosci samolotu, a równanie (4) — wielkosc tej szybkosci.Uklad, przedstawiony na fig. 2, umozli¬ wia wyznaczenie kata x, okreslonego zapo- moca równania (3) Na fig. 2 walec C1 obraca sie odpowied¬ nio do kata polozenia s zapomoca slimaka V, polaczonego z mechanicznym ukladem rozrzadczym kata polozenia. Walec Cx po¬ siada srubowy rowek R o zmiennym sko¬ ku. Po walcu Cx slizga sie kolnierz Af, we¬ wnatrz którego znajduje sie trzpien E o srednicy równej szerokosci rowka. Drazek r, równolegly do osi walca, zapobiega obro¬ towi kolnierza Af na walcu. Rowek posiada taki skok, ze przy obrocie walca o kat s przesuniecie sie trzpienia E dzieki kolnie¬ rzowi Af jest proporcjonalne do L tg s.Nalezy zaznaczyc, ze w zwyklych gra¬ nicach wyznaczania kata polozenia s, to znaczy od 10 do #0°, zmiany L tg s sa szcze¬ gólnie korzystne przy nalezytem wykona¬ niu rowka.Mozna z latwoscia stwierdzic, ze zmia¬ ny skoku srubowego rowka sa symetryczne wzgledem kata polozenia 45° w srodku po¬ la.Mozna równiez spowodowac przesunie¬ cie kolnierza Af proporcjonalnie do L lg s, przesuwajac ten kolnierz z podzialka za¬ pomoca uzebienia, polaczonego z ukladem, poruszajacym sie wedlug kata polozenia i obracajacym sie w punkcie s, przyczem promien tego uzebienia jest równy L tg s.Drazek T jest walcowy i posiada rowek wzdluz swej dlugosci; drazek ten obraca sie zapomoca slimaka Elf który zkolei na¬ pedza slimacznice E2, obracajaca sie w pod¬ stawie, polaczonej z kolnierzem Af.Walcowy pierscien A, bedacy czescia slimacznicy E2f umozliwiajacej jego obrót w podstawie, posiada przezroczyste dno ze szkla, lub celuloidu, pod którem jest na¬ kreslona kreska R1 wzdluz srednicy tego pierscienia.W srodku pierscienia A zamocowane jest ostrze Sx do wykreslania. Prostopadle do tego ostrza umieszczona jest os walca C2, która równiez jest równolegla do osi walca C1 i obraca sie w azymucie wskutek mechanicznego polaczenia z ukladem, roz¬ rzadzajacym azymut.Ostrze Sx opiera sie na walcu C% i kre¬ sli na nim odpowiednie krzywe.Dobierajac odpowiednie stosuinki w ukladach, uzyskuje sie kat stycznej do wy¬ kreslanej krzywej z tworzaca walca, rów¬ ny a wiec równy katowi x, dL tg s czyli katowi szybkoaci z plaszczyzna pic- nowa obserwacji.Ten kierunek mozna odtworzyc, umie¬ szczajac kreske Rx stycznie do krzywej. .Walec C2 posiada kolo zebate EB, zaze¬ biajace sie z kolem zebatem E4, polaczonem z jednem z kól planetarnych przekladni róznicowej D.Drugie kolo planetarne E^ jest polaczo¬ ne ze slimacznica, obracana korba m za." pomoca slimaka Vx. ¦ Drazek T jest polaczony nieruchomo z kolami satelitowemi przekladni róznico¬ wej.Przekladnie kól zebatych dobiera sie w ten sposób, ze pod dzialaniem tylko ukla¬ du azymutowego kreska R± przy jednym obrocie osiaga 360° azymutu i przesuwa sie w tym samym kierunku co styczna do \*y- kreslonej krzywej.W tych warunkach jezeli przy obrocie korba m kreska R± bedzie pokrywac stycz¬ na krzywej, to wówczas obrót korby m jest proporcjonalny do kata, utworzonego przez kierunek szybkosci i kierunek poczatkowy azymutów. Z drugiej strony drazek T obró¬ cil sie proporcjonalnie do kata x szybko¬ sci z plaszczyzna pionowa obserwacjfi. Ru- - 3 -chy obrotowe korby m i drazka T mozna nie kata szybkosci z plaszczyzna pionowa wykorzystac do napedzania dalszych ukla- obserwacji lub z poczatkiem azymutów. dów. Uklady, przedstawione na fig. 3 — 6, Z temi ruchami obrotowemi mozna rów- umozliwiaja odtworzenie szybkosci V/okre- ,niez polaczyc ruch tarcfc, zaopatrzonych w slonej wedlug uprzednio ulozonego równa- pódzialke, które umozliwiaja odczytywa- nia: 4) V=l\[LH-Ltgs-Lf2cos^-x] da + *L Do rozwiazania równania nalezy: 1) cosl— — xl wyrazic w wartosci bez¬ wzglednej, to znaczy, ze kat x posiada stale wartosc kata ostrego, zawartego miedzy kierunkiem szybkosci i rzutem poziomym linji obserwacji. 2) L tg s nalezy równiez wyrazic w wartosci bezwzglednej. 3) Przez rózniczkowanie nalezy dodac -ruchy proporcjonalne do wartosci bez^ wzglednych a i L tg s i na podstawie tej su¬ my zapomoca dowolnego licznika szybko- . . . . . ,, da -\- dL tg s sci otrzymuje sie wartosc -=-—-— dt 4) Licznik porusza wskazówke wzdluz tworzacej walca lub promienia krazka, ob¬ racajacego sie proporcjonalnie do LH — Ltgs — L j/l cos I—— x\ Odpowiednie krzywe, nakreslone na walcu, umozliwiaja odczytanie szybkosci V, okreslonej wedlug równania (4).Licznik moze równiez poruszac walec lub krazek, a wskazówka przesuwa sie o sume algebraiczna logarytmów.Zapomoca ukladu, przedstawionego na fig. 3 — 5, mozna odtworzyc wyraz da -\- d L tg s dt Jednakowe kola zebate Exl i E12, za¬ zebiaja sie jednoczesnie z kolem zebatern £"0 lub zebrdca C (fig. 3). Na tych kolach zebatych sa osadzone zapadki Cn, C12f zwrócone w kierunkach przeciwnych i za¬ zebiaja sie z kolami zapadkowemi Rlf R2, obracanemi luzno na osiach kól Ellt E12.Kola zebate 2s9, E1Q sa zamocowane na kolach R2, R3 i zazebiaja sie z jednako- wemi kolami zebatemi Ellf E12t które rów¬ niez sa zazebione miedzy soba.Niezaleznie od kierunku przesuwania sie zebnicy C lub kola EQ kola zebate Ellt E12 obracaja sie zawsze w tym samym kie¬ runku, a to dzieki dzialaniu zapadek. Ko¬ lo i?3 obraca sie w kierunku, oznaczonym strzalka 1, w kierunku zas, oznaczonym strzalka 2, obraca sie kolo R2. W obu jed¬ nak przypadkach kola Exl i E12 obracaja sie w tym samym kierunku.Jezeli te kola obracaja jakis inny u- klad, to obracaja go równiez w tym samym . kierunku. Innemi slowy odwracaja one ob¬ roty napedu w chwili, gdyby zmienil on kierunek.Uklad odwracajacy, przedstawiony na fig. 3, moze posiadac naped niezalezny w postaci uzebienia prostolinijnego, wal¬ cowego lub innego.Powyzszy uklad odwracajacy posiada znaczne zalety w porównaniu ze znanemi ukladami odwracajacemi, które posiadaja te niedogodnosc, ze uzywa sie w nich kola zebate, które nie zazebiaja sie dokladnie, przez co sa nieodpowiednie. Jednakze mozna zastosowac i takie uklady znane do odtwarzania wyrazu da + d L tg s.Uwagi, dotyczace stosunkowo nieznacz¬ nych zmian skoku srubowego rowka na walcu, odtwarzajacych wyraz L tg s (Cx — 4 —ila fig. 2), pozwalaja wywnioskowac, ze uklad odwracajacy mozna z latwoscia roz¬ rzadzac zapomoca jakiegokolwiek ukladu odwracajacego i jakiejkolwiek przekladni róznicowej ruch jakiegokolwiek badz licz¬ nika szybkosci, W tym celu nalezy albo przymocowac do kolnierza Af (fig, 2) uze¬ bienie, równolegle do kierunku przesuwa¬ nia sie tego kolnierza, odgrywajacego role zehnicy C (fig. 3), lub poruszajace uzebie¬ nie walcowe, takie jak kolo zebate E, lub przymocowac do kolnierza M lancuch bez konca, obracajacy kola zebate, z których jedno jest zazebione z kolem zebatem E10 (fig. 3), albo wreszcie zastosowac inna przekladnie mechaniczna.Drugi ruch przekladni róznicowej jest poruszany wedlug azymutu w odpowied¬ niej podzialce po uprzedniem umieszcze¬ niu ukladu odwracajacego, przyczem licz¬ nik wskaze sume wartosci bezwzglednych: da + dLtgs.Uklady, przedstawione na fig. 4 i 5, posiadaja walec C, obracajacy sie propor¬ cjonalnie do sumy LH-L tg s—Ly2cosl— —x\z równania(4).Po tworzacej tego walca CR przesuwa sie wskazówka /, polaczona zapomoca od¬ powiedniego uzebienia z licznikiem K2. Na krzywych, wykreslonych na walcu, mozna odczytac przed wskazówka / wartosc szyb¬ kosci, okreslonej przez równanie (4).Na fig. 5 jest przedstawiona odmiana wykonania, w której wskazówka 1 jest u- mieszczona na tasmie 7?4, opasujacej kraz¬ ki P i Pv Jeden z krazków Pt jest pola¬ czony stale z licznikiem K2.Na fig. 6 jest przedstawiony zespól u- kladów, obracajacych walec C5 (fig. 4 i 5), oraz widok konca walca.Na walcu jest osadzony krazek P1% do którego jest przymocowany koniec tasmy r. Sprezyna spiralna S, przymocowana do krazka P± i do nieruchomego punktu, na¬ ciaga tasme r i pociaga walec.Tasma opasuje dwa ruchome krazki P2, P3 i posuwa sie w kierunkach równole¬ glych, a jej koniec A laczy sie z kolnie¬ rzem Af (fig. 2).Dzieki takiemu polaczeniu tasma i wa¬ lec C5 przesuwaja sie o L tg s.Krazek P2 jest polaczony stale z na¬ kretka E13 sruby Vlf obracanej zapomoca korby mx. Przesuniecie nakretki E13 odczy¬ tuje sie na podzialce G, oznaczajacej war¬ tosci logarytmów H.Krazek P3 jest umieszczony na suwaku Cg, wodzonym w wodzikach Glf G2 i po¬ ruszanym zapomoca tarczy C7, opierajacej sie o oporek R0 tego suwaka.Tarcze C7 dobiera sie w ten sposób, aby przy obrocie jej o kat x spowodowac prze- Kat x zmienia sie zazwyczaj od 0° do 360°. Aby dostac jedynie wartosc bez¬ wzgledna cos \-z—xl, nalezy stosowac tarcze C7, obracajaca sie czterokrotnie w kacie x, której profil powtarza sie cztero¬ krotnie przy kazdym obrocie.Pierwsze rozwiazanie daje zwykla tarcza z profilem o lagodnych pochylo¬ sciach, Nalezy zaznaczyc, ze zmiany wyrazu L cos j x\ sa nieznaczne, przyczem cosinus zmienia sie od 0,707 do 1, zmniej^ sza sie zpowrotem do 0,707 i t. d, Aby wykonac obrót, proporcjonalny do kata x, nalezy albo obrócic tarcze C7 za¬ pomoca przekladni róznicowej, obracanej z jednej strony wedlug azymutu, a z dru¬ giej strony wedlug kata, zawartego miedzy kierunkiem szybkosci a kierunkiem poczat¬ kowym, odczytanym w ukladzie (fig. 2) i przeniesionym na odpowiednia podzialke, lub tez polaczyc ja z drazkiem T (fig. 2), obracajacym sie w kacie x. - 5 -Przesuniecie o kat — nadaje sie raz 4 na zawsze podczas zestawiania urzadze¬ nia.Dzieki rozmieszczeniu tych ukladów walec C obraca sie proporcjonalnie do su¬ my poprzednich ruchów, a wiec do LH -Llgs — Lj/^cos l— — x\ , przyczem tym wszystkim ruchom nalezy nadac odpowiednie kierunku Na walcu C5 wykresla sie krzywe jed¬ nakowych szybkosci, okreslonych przez równanie (4), a wartosc szybkosci V od¬ czytuje sie bezposrednio na tych krzy¬ wych.Odczytaina szybkosc jest szybkoscia wzgledem ziemi. Jezeli zas wiatr wieje, a jego szybkosc i kierunek sa znanie, mozna okreslic równiez szybkosc samolotu wzgle¬ dem powietrza.Na fig. 7 przedstawiono przyrzad, któ¬ ry sluzy do samoczynnego dodawania wektorów szybkosci samolotu wzgledem ziemi i wzgledem szybkosci wiatru, których wypadkowa stanowi, jak wiadomo, szyb¬ kosc samolotu wzgledem powietrza.Na nieruchomej osi O osadzona jest tar¬ cza P4 z podzialka kolowa i promieniowa.Kola oznaczaja jednakowe szybkosci, a pro¬ mienie — kierunki.Dookola tej osi zapomoca korby m ob¬ raca sie tarcza P5 w ten sposób, aby na¬ dac jej obrót, równy katowi miedzy kie¬ runkiem szybkosci i poczatkowym kierun¬ kiem azymutów.Na tarczy P5 opieraja sie dwa równo¬ legle ramiona Blt B2, umieszczone na o- siach ylf y2, zaopatrzonych w kola zebate £"14, E15. Te kola zebate zazebiaja sie z jedhakowemi kolami zebatemi Zs16, E17, których osie sa zamocowane poza tarcza P5 i które zazebiaja sie z kolem zebatem E18, wspólsrodkowem z osia O.Kolo zebate £14 jest polaczone stale z pierscieniem Alf zaopatrzonym w podziala ke, który mozna obracac recznie, a zatrzy¬ mywac zapomoca nieruchomego guzika 54.Przez obrót pierscienia A^ mozna do¬ wolnie zmieniac kierunek ramion Blf B2, a zwlaszcza ustawiac je równolegle do kie¬ runku wiatru, który odczytuje sie na po- dzialce pierscienia Ax przed guzikiem 54.Z powyzszego wynika, ze przez odpo¬ wiednie ustawienie kól zebatych is14, E15, £"16, E17 mozna zachowac ten kierunek ra¬ mion nawet przy obrocie tarczy P5.Na ramionach B1 i B2 umieszczone sa nakretki elt e2, których sruby V2, V3 sa ob¬ racane zapomoca kólek Mlf M2.Ramiona posiadaja oznaczenia szybko¬ sci wiatru, dzieki czemu osie y3, y4, umie¬ szczone na nakretkach e19 e2f mozna przy¬ sunac do osi ylf y2 ma odleglosc, równa szybkosci wiatru. Osie y19 y3 i y2, y4 od¬ twarzaja wielkosc i kierunek wektora wia¬ tru.Alidada A jest zamocowana z jednej strony na osi y4, a z drugiej strony we wcieciu u osi y3. W tern wlasnie miejscu umieszczony guzik 53 zapobiega wysuwa¬ niu sie alidady poza os y3.Na alidadzie A2 znajduje sie podzialka G do odczytywania szybkosci Gv i suwak 0, zaopatrzony we wskazówke w.Jezeli wiec na te wskazówke zapomoca suwaka Q, poczawszy od srodka Mt alida¬ dy y3, y4, przenosi sie szybkosc, wskazywa¬ na uprzednio, to wówczas na tarczy P5 pod wskazówka w i wzdluz wektora ow mozna odczytac szybkosc samolotu wzgledem po¬ wietrza i jej kierunek.Tarcza P5 moze byc nieruchoma, a tar¬ cza F4 moze sie obracac o kat szybkosci i kierunku poczatkowego.W tym przypadku guzik B4 pierscienia A1 jest przymocowany do tarczy P4.Na fig. 8 jest przedstawiony widok ca¬ lego urzadzenia wedlug niniejszego wyna¬ lazku. - 6 —Wskazówka /, która posuwa sie po wal¬ cu C5, jest przesuwana równolegle do osi walca C5 pod dzialaniem zebnicy, posuwa¬ nej zapomoca licznika K2. Licznik ten jest zkolei poruszany przy pomocy przekladni róznicowej Z)lf która odtwarza sume da + dL tg s.Wartosc wyrazu da zostaje przekazana przekladni róznicowej z walu J1 ukladu, rozrzadzajacego azymuty, po umieszczeniu ukladu odwracajacego 7?13, przedstawione¬ go na fig. 3. Wyraz dL tg s jest przekazany przekladni róznicowej z walu J2 ukladu, rozrzadzajacego kat polozenia po umie¬ szczeniu ukladu odwracajacego i?12.Z drugiej strony walec CR obraca sie o wartosc równa LH- Ltgs — L)/^2cos(— — x\.W tym celu krazek' P5 posuwa sie recz¬ nie na odleglosc LH.Tarcza C7 wózka G jest obracana za¬ pomoca slimacznicy r3, zaklinowanej na osi, oraz slimaka V4, obracanego zapomoca drazka T, po którym slizga sie kolnierz Af ukladu, przedstawionego na fig. 2. Tarcza ta powoduje przesuniecie równe Lj/^cos (— — xl.Koniec A tasmy, która ma sie przesu¬ wac zgodnie z wyrazem L tg s, jest pola¬ czony z kolnierzem M.Luneta Lx do wyznaczania kierunku jest przedstawiona schematycznie zarówno jak jej polaczenie z ruchem kata poloze¬ nia.Tarcza P5 przyrzadu do wprowadzania poprawek na wiatr jest napedzana zapo¬ moca walu i korby m.Polozenie wskazówki /, umieszczonej na walcu C, jest funkcja z jednej strony wyrazu da + dL tg s, a z drugiej strony wyrazu L It — Lig s — L }/2 ( £- * \ Mozna wiec na walcu C nakreslic krzywe jednakowej szybkosci, które umozliwiaja jej odczytywanie. PL